LÄHES NOLLAENERGIARAKENNUKSEN
ARKKITEHTUURI JA RAKENNUSTEKNIIKKA
Miten ilmasto muuttuu
- tuoreimmat skenaariot
Kirsti Jylhä
Ilmatieteen laitos
18.9.2014
FInZEB-hankkeen työpaja
Katajanokan kasino, Kenraalisali,
Laivastokatu 1, Helsinki
Runko
 Ilmasto on sään pitkäaikainen (~ 30 v) tilasto
 Tunnittaisia sääaineistoja on kehitetty eri tarkoituksiin
• Sääaineistot nykyiselle ilmastolle perustuvat säähavaintoihin
• Sääaineistot tulevalle ilmastolle perustuvat
ilmastomallitulosten avulla muokattuihin säähavaintoihin
 Tuoreimmat ilmastoskenaariot
• Perustuvat uusimpaan ilmastomallisukupolveen ja uusiin
kasvihuonekaasuskenaarioihin
• Esimerkkejä ja vertailua aiempiin ilmastoskenaarioihin
 Yhteenveto odotettavista ilmastonmuutoksista Suomessa
 Mistä lisätietoa?
2
Östersundom 4.7.2013
 keskimääräiset arvot, tyypilliset olosuhteet
 vaihtelu ja ääri-ilmiöt
Auringonsäteily Helsingissä
Globaali
Haja
Päivän säteilysumma
(kWh/m2)
Östersundom 1.7.2013-30.6.2014
Globaali
Haja
Lähde: Lindfors ym. (2014)
Kuukauden säteilysumma (W)
Auringonsäteily (W/m2)
Ilmasto on sään pitkäaikainen (~ 30 v) tilasto
Satelliittiaineisto: v. 1982–2009
Helsingin Kaisaniemi v. 1981–2006
mediaanit sekä 20/80-persentiilit
* Östersundom 7/2013 -6/2014
Tunnittaisia sääaineistoja eri tarkoituksiin
•
Rakennusten energialaskennan testivuodet (TRY):
sääaineistot kuvaavat tyypillisiä olosuhteita*
•
Rakennusfysikaaliset testivuodet:
sääaineistot kuvaavat kosteusvaurioiden synnyn kannalta
hankalia olosuhteita**
Taustalla olevat 30-vuotiset sääaineistot kuvaavat sekä
tyypillisiä oloja että vaihteluita ja harvinaisia (muttei
välttämättä poikkeuksellisia) säätilanteita
•
* http://www.ym.fi/fi-fi/maankaytto_ja_rakentaminen/lainsaadanto_ja_ohjeet/rakentamismaarayskokoelma
=> D3 (2012) Rakennusten energiatehokkuus, määräykset ja ohjeet Testivuosien kuvaus (2012) (pdf)
** FRAME - Future Envelope Assemblies and HVAC Solutions
Säätiedot Jyväskylä (2012) (xls)
Säätiedot Sodankylä (2012) (xls)
Säätiedot Vantaa (2012) (xls)
http://www.tut.fi/fi/tietoa-yliopistosta/laitokset/rakennustekniikka/tutkimus/rakennetekniikka/rakennusfysiikka/frame
Sääaineistot nykyiselle ilmastolle perustuvat
säähavaintoihin
• Ajanjakso*
1980 – 2009
• Aikaresoluutio
3 tuntia (8 havaintoa päivässä)
• Havaintoasemat**
Vantaa, Jokioinen, Jyväskylä, Sodankylä
• Suureet yksikköineen:
• lämpötila (°C)
• suhteellinen kosteus (%)
* uusin vertailukausi 1981-2010
** koko sääasemaverkosto: noin 210
(yhteensä noin 400 IL:n havaintoasemaa)
• tuulen nopeus (m/s)
• tuulen suunta (1…360 astetta)
• auringon kokonaissäteily (W/m2)
• auringon hajasäteily vaakapinnalle (W/m2)
• suora säteily sädettä vastaan kohtisuoralle pinnalle (W/m2)
• sademäärä (mm) (<= havainnot 12 tunnin välein )
Sääaineistot tulevalle ilmastolle perustuvat
ilmastomallitulosten avulla muokattuihin
säähavaintoihin
• Aineistot vuosien 2030, 2050 ja 2100 arvioidussa ilmastossa
o Rakennusten energiantarpeen ja –kulutuksen laskentaan
o Vaipparakenteiden kosteusteknisiin tarkasteluihin
o 30-vuotiset sääaineistot myös muihin tarkoituksiin
TAVOITTEET:
• Säilyttää realistinen sään ajallinen vaihtelu päivästä
ja vuorokauden ajasta toiseen
• Saatu tuleva ilmasto on tilastollisilta ominaisuuksiltaan
sopusoinnussa ilmastomallien ennustamien muutosten kanssa
MENETELMÄ:
Muokataan havaittuja hetkellisiä sääsuureiden arvoja mallien
ennustamaa muutosta vastaaviksi
=> arvioitua uutta ilmastoa kuvaavat “säähavainnot”
Energy demand for the heating and cooling of residential houses
in Finland in a changing climate
K. Jylhä1, J. Jokisalo2, K. Ruosteenoja1, K. Pilli-Sihvola1, T. Kalamees3,
T. Seitola1, H. Mäkelä1, R. Hyvönen1, M. Laapas1 & A. Drebs1
Highlights
• Hourly meteorological test reference data were developed for the future.
• Solar radiation and temperature both affect the cooling energy demand.
• High percentage decreases (increases) in heating (cooling) energy demand are expected.
• Decreases in heating dominate changes in annual delivered energy use and costs.
• A degree-day sum method was unable to reproduce the dynamically-simulated trends of the
cooling energy demand.
• Economic effects depend on the heating and cooling systems employed.
(1) Finnish Meteorological Institute
(2) Aalto University School of Engineering
(3) Tallinn University of Technology
Lähetetty arvioitavaksi vertaisarviointia
käyttävään lehteen
Tuoreimmat ilmastoskenaariot perustuvat uusimpaan
ilmastomallisukupolveen ja uusiin
kasvihuonekaasuskenaarioihin
CMIP3-ilmastomallit
(A2)
CMIP5-ilmastomallit
(A1B)
(B1)
Yhtenäiset viivat: uudet päästöskenaariot (RCP)
(Katkoviivat: aiemmat päästöskenaariot A2, A1B, B1)
Tavoite lämpötilan nousun rajoittamisesta
kahteen asteeseen* edellyttäisi kasvihuonekaasupäästöjen
rajua vähentämistä
Hiilidioksidin päästöt (PgC/vuosi)
Maapallon keskilämpötilan muutos (°C)
vrt. 1971-2000
Ref: Kimmo Ruosteenoja
*vrt. esiteollinen aika
Suomen keskilämpötilan muutos (°C)
Suomen keskilämpötila
kohoaa vielä
enemmän kuin
maapallon
Maapallon keskilämpötilan muutos (°C)
vrt. 1971-2000
Ref: Kimmo Ruosteenoja
Etenkin talvilämpötilat ja –sademäärät tulevat kasvamaan
Muutos 2070-2099
vrt. 1971-2000
CO2-pitoisuus
Vertailu: uudet – edelliset skenaariot
Sademäärän muutos (%)
Lämpötilan muutos (°C)
Vertailu: uudet – edelliset skenaariot
Muutos 2071-2100
vrt. 1971-2000
• Lämpötila: kesällä uudet ilmastoskenaariot lämpimämpiä kuin edelliset
• Sademäärä: erot pieniä uusien ja edellisten ilmastoskenaarioiden välillä
Vuoden aikana maanpinnalle tulevan auringonsäteilyn määrä
ennallaan tai hieman nousussa – epävarmuudet isoja
Vuosikeskiarvon muutos (%)
1971–2000 => 2070–2099
0%
CO2-pitoisuus
• Suomessa auringonpaistetta saadaan tulevaisuudessa marrasmaaliskuun aikana todennäköisesti entistä vähemmän.
• Kesän ja alkusyksyn aikana muutos on pieni; aurinkoa ehkä nähdään
hiukan nykyistä useammin.
Ref: Kimmo Ruosteenoja
(IL)
Ilmaston maailmanlaajuisen lämpenemisen myötä
myös Suomen ilmasto muuttuu
 Ilmastonmuutos alkaa vähitellen erottua luonnollisen
vaihtelun taustasta
 Yksittäinen säätilanne ei todista ilmastonmuutosta
(eikä myöskään kumoa sitä).
 Monet viime vuosina koetut äärevät tilanteet
sopivat arvioihin jatkossa yleistyvistä sääilmiöistä.
A. Jokela
 Ilmastonmuutoksen vaikutusta yksittäiseen
säätilanteeseen on vaikea arvioida kvantitatiivisesti.
 Ilmastonmuutoksen vaikutusta sääilmiöiden
esiintymisen todennäköisyyteen (toistuvuusaikoihin)
voidaan arvioida, vaikkakin haastavaa.
 Varautuminen nykyisen ilmaston vaihtelevuuteen
ja ääritilanteisiin auttaa sopeutumaan tuleviin
muutoksiin ilmastossamme.
K. Jylhä
Yhteenveto odotettavista
ilmastonmuutoksista Suomessa (1/2)
Talvella enemmän ja suurempia muutoksia kuin kesällä
 lämpötila kohoaa
 sademäärä kasvaa selvästi, vesisateiden osuus suurenee
poutapäivät harvenevat
 lumipeite hupenee
 routakerros ohenee
 ilman suhteellinen kosteus lisääntyy hieman
 pilvisyys lisääntyy ja auringonsäteily vähenee
Lisätietoa:
Yhteenveto odotettavista
ilmastonmuutoksista Suomessa (2/2)
Kesäpuolella vähemmän muutoksia kuin talvella
 lämpötila kohoaa, mutta vähemmän kuin talvella
 helteet lisääntyvät
 rankkasateet voimistuvat
 sadepäivien määrä ja poutajaksojen pituus eivät keskimäärin
juurikaan muutu, mutta
- vaihtelevuus vuodesta toiseen voi lisääntyä
- lämpimämmässä ilmastossa haihtuminen lisääntyy
(sataako riittävästi?)
Lisätietoa:
Helsingin
rakennuskantatieto
ja
lämmitystarveluku
Rakennusten lämmitystapa
Lämmitystarveluku 1.7.2009-30.6.2010
Lähde: Pirinen ym. (2014)
Lisätietoa:
https://helda.helsinki.fi/handle/10138/34
Lisätietoa:
http://ilmatieteenlaitos.fi/rakennusten-energialaskennan-testivuosi
http://ilmatieteenlaitos.fi/rakennusfysiikan-ilmastolliset-testivuodet
Ilmatieteen laitoksen avoin data: https://ilmatieteenlaitos.fi/avoin-data
Operatiivinen ilmastokeskus: 0600 10601 (4,01 €/min+pvm)
Rakentamisen ja kiinteistönhuollon sääpalvelut
Elina Poijärvi, [email protected]
Tuulikuorma, Jenni Latikka, 050 4532 163, [email protected]
Auringonsäteily ja aurinkoenergia, Anders Lindfors, 050 433 1055,
[email protected]
Ilmanet (yritysasiakkaille räätälöity palvelukanava), http://ilmatieteenlaitos.fi/ilmanet
Kiitos!
Yhteystiedot:
Kirsti Jylhä
Erikoistutkija, FT
Ilmastokeskus
Ilmatieteen laitos
PL 503
00101 Helsinki
p. 029 539 4125
etunimi.sukunimi
@fmi.fi
19